Η ΧΗΜΕΙΑ ΓΥΡΩ ΜΑΣ. Κοινές ουσίες που διευκολύνουν την ζωή μας. Βόρακας. Ορισμένες χημικές ιδιότητες του βόρακα.

2021-01-01 13:50

 

 

της Δήμητρας Σπανού χημικού καθηγήτριας στο 1ο Γυμνάσιο Δάφνης

 

ΒΟΡΑΚΑΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ

Ο Βόρακας είναι μια κοινή ουσία που συνήθως πωλείται σε ειδικά καταστήματα. Έχει  μορφή λευκή κρυσταλλική και εντάσσεται στους εβαπορίτες και στο κρυσταλλικό του πλέγμα περιλαμβάνει και μόρια νερού.

Αφυδατώνεται σταδιακά όταν θερμαίνεται (τινκαλκονίτης Na2B4O7 . 5H2O) χωρίς να χάνει το αρχικό του σχήμα.

Ορισμένα από τα βορικά αυτά κρυσταλλικά σώματα είναι:

Boric Acid, a Lewis Acid With Unique and Unusual Properties: Formulation  Implications - ScienceDirect

Τετραβορικό νάτριο (άνυδρο) Na2B4O7

Τετραβορικό νάτριο (πενταυδατικό) Na2B4O7 . 5H2O

Τετραβορικό νάτριο (δεκαυδατικό) Na2B4O7 . 10H2O

Τετραβορικό νάτριο (οκταυδατικό) Na24O5(ΟΗ)4] . 8H2O

Ορισμένες από τις Χημικές  ιδιότητες του βόρακα και του βορικού οξέος

Το βορικό νάτριο, αντιδρά  με το υδροξείδιο του νατρίου

Na2B4O7 + 7H2O + NaOH  -->  4Na[ B (OH4)]

Είναι πολύ διαλυτό στην αιθυλενογλυκόλη και λίγο στην ακετόνη.

 

Μετατρέπει το νερό σε υπεροξείδιο τπυ υδρογόνου και σ αυτό οφείλονται οι αντισηπτικές και καθαριστικές του ιδιότητες

 

Αντιδρά με οξέα και δίνει το πολύ χρήσιμο Βορικό οξύ, 

Na2B4O7 10H2O  + ΗCl  --> 4B(OH)3   +2NaCl  + 2H2O 

που είναι όμως ευαίσθητο στην θερμοκρασία, την συγκέντρωση και την ιοντική ισχύ. 

Σαν ασθενές οξύ, τα αραιά διαλύματά του χρησιμοποιούνται σαν ήπια αντισηπτικά, εκπλύσεις εγκαυμάτων, οφθαλμικές πλύσεις κ.α. χωρίς να προκαλούν κάποιο πρόβλημα.

H3BO3  +H2O --> H2 BO3-   + Η+    με Κα = 9,24 Οι άλλες διαστάσεις είναι ασθενείς και δεν λαμβάνονται υπ΄όψη.

Το βορικό οξύ αν και λειτουργεί σαν δέκτης  ιόντων υδροξειδίου η χημική ισορροπία είναι μετατοπισμένη προς τα αριστερά και μόνο η πρώτη διάσταση λαμβάνεται υπ΄όψη ώστε λειτουργεί σαν ασθενές μονοβασικό οξύ 

ή αλλιώς B(OΗ)3  + 2H2O -->  B(OΗ)4-   + Η3Ο+

Έτσι χρησιμοποιείται για  παρασκευή ρυθμιστικών διαλυμάτων

Borsäure - Chemgapedia

Το βορικό οξύ 

και τα βορικά ανιόντα πολυμερίζονται 

 

Επειδή εμφανίζει χηλισμό , το βορικό οξύ λόγω των γειτονικών υδροξυλίων του αντιδρά με αλκοόλες, υδατάνθρακες, καρκοξυλικά οξέα, θειόλες και αμίνες

.  Άλλες από αυτές σταθεροποιεί κι άλλες αποδομεί. 

Conversion Shift of d-Fructose to d-Psicose for Enzyme-Catalyzed  Epimerization by Addition of Borate | Applied and Environmental Microbiology

Σχηματίζει σύμπλοκα με γλυκονικά οξέα με γλυκοζικό οξύ και συμπλοκοποιείται με σάχαρα όπως με την γλυκερόλη και την μανιτόλη.

Αξιοσημείωτη επίσης η επίδραση του στον μεταβολισμό ορισμένων ζώων καθώς και η εντομοκτόνος δράση του

 Η ικανότητα σχηματισμού συμπλόκου με σάχαρα διαφέρει μεταξύ των σαχάρων και γι αυτό διαλύμα βορικού άλατος με σάχαρα, χρησιμοποιείται σε υγρή χρωματογραφία για τον διαχωρισμό τους . 

WO2013002901A1 - Cement set retarder based on a borate ester complex and  method using the same - Google Patents

Η συμπλοκοποίηση του ορθοβορικού με αλκοόλες που περιέχουν γειτονικά ΟΗ- επιρρεάζει το PH αυξάνοντας το pΚ έως και 5 μονάδες γιατί κατά την δημιουργία συμπλόπκου ελευθερώνεται πρωτόνιο.

Π.Χ.

Σχηματίζει σύμπλοκο με πεντόζες (ριβόζη)

Formation of ribose – borate complexes. The numbers shown in the D... |  Download Scientific Diagram

 

(mannitoboric acid)boric acidB(OH)3 + 2 mannitolC6H14O6 ⇌ mannitoborate complex[B(C6H8O2(OH)4)2] + 3 H2O + H+

Αντίστοιχα μα ή την ριβόζη και την φρουκτόζη.  

 

Έχουν παρατηρηθεί επίσης εντομοκτόνος δράση και ότι σε ορισμένα ζώα επιρεάζει την μεταβολική τους διαδικασία

Σε υψηλή έκθεση, έχουν παρατηρηθεί τοξικές επιδράσεις σε ζώα όπως μείωση της παραγωγής σπέρματος και τερατογενέσεις

PDF] Dietary D-psicose, a C-3 epimer of D-fructose, suppresses the activity  of hepatic lipogenic enzymes in rats. | Semantic Scholar

 

Κατά την μετατροπή των σαχάρων dφρουκτόζη και dγλυκόζη σε ψωσόζη με ένζυμο μια d ψωσόζη επιμεράση, παρατηρείται μεγαλύτερη απόδοση της αντίδρασης με την παρουσία βορικού οξέος που με την δημιουργία συμπλόκου με την ψωσόζη κάνει την μεγαλύτερη την απόδοση της αντίδρασης που να προχωρά ποσοτικά προς την παραγωγή προϊόντος

 

Το βορικό οξύ 

αφυδατώνεται και δίνει μεταβορικό (HBO2) πυροβορικό (H2B4O7) και τελικά τριοξείδιο βορίου (B2O3 )

 

 

Σαν ασθενές οξύ, τα αραιά διαλύματά του χρησιμοποιούνται σαν ήπια αντισηπτικά, εκπλύσεις εγκαυμάτων, οφθαλμικές πλύσεις κ.α. χωρίς να προκαλούν κάποιο πρόβλημα.

H3BO3  +H2O --> H2 BO3-   + Η+    με Κα = 9,24 Οι άλλες διαστάσεις είναι ασθενείς και δεν λαμβάνονται υπ΄όψη.

Το βορικό οξύ αν και λειτουργεί σαν δέκτης  ιόντων υδροξειδίου η χημική ισορροπία είναι μετατοπισμένη προς τα αριστερά και μόνο η πρώτη διάσταση λαμβάνεται υπ΄όψη ώστε λειτουργεί σαν ασθενές μονοβασικό οξύ 

ή αλλιώς B(OΗ)3  + 2H2O -->  B(OΗ)4-   + Η3Ο+

Έτσι χρησιμοποιείται για  παρασκευή ρυθμιστικών διαλυμάτων

 

Το βορικό οξύ αντιδρά με αλκοόλες με θέρμανση και Π Θεϊκό οξύ που απομακρύνει το σχηματιζόμενο νερό και οδηγεί την αντίδραση προς τα δεξιά και σχηματίζει βορικούς εστέρες B (OR) 3

σημ. 

Το βορικό οξυ μπορεί να παρασκευαστεί επίσης  από υδρόλυσης τριαλογονιδίων βορίου και διβοράνιου :[3]

B2 H6 + 6 H2 O → 2 B (OH)3 + 6 H2
BX3 + 3 H2 O → B (OH)3 + 3 HX (X = Cl, Br, I)
 
 
Τα καραβάνια του βόρακα
                                                              
                                                                               Δήμητρα Σπανού

 

 

ΠΗΓΕΣ

https://www.vedantu.com/chemistry/borax-formula#:~:text=Properties

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022354920302082

https://www.researchgate.net/figure/Formation-of-ribose-borate-complexes-The-numbers-shown-in-the-D-ribose-structure_fig1_259387188

https://aem.asm.org/content/74/10/3008

https://www.semanticscholar.org/paper/Dietary-D-psicose%2C-a-C-3-epimer-of-D-fructose%2C-the-Matsuo-Baba/edc6b747a18c1840dc192cd5caba84c78dbb94b2

https://195.134.76.37/chemicals/chem_H3BO3.

htm https://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/6/ac/bibliothek/_vlu/borsaeure.vlu/Page/vsc/de/ch/6/ac/bibliothek/borsaeure/reaktion.vscml.html

 

 

Conversion Shift of d-Fructose to d-Psicose for Enzyme-Catalyzed  Epimerization by Addition of Borate | Applied and Environmental Microbiology